Juste avant qu'une bulle n'éclate, on voit presque toujours apparaître une tache sombre qui ressemble à un trou mais n'en est pas un : c'est le black film, ou « paroi noire ». Ce phénomène survient parce que la pellicule de savon s'est tellement amincie — par drainage de l'eau et par évaporation — que son épaisseur devient plus fine que la longueur d'onde de la lumière visible. Quand cela se produit, l'interférence entre les rayons réfléchis sur les deux faces de la pellicule cesse de produire de la couleur : au lieu des reflets irisés, on voit du noir. Ce phénomène est étudié depuis plus d'un siècle et doit son nom à Newton, qui l'a observé sur des pellicules de savon au XVIIe siècle.
Du « gris » au « noir de Newton » : deux paliers d'épaisseur
Les physiciens distinguent deux types de pellicule noire selon la quantité d'eau restant piégée entre les deux couches de tensioactif. Le « gray film » (pellicule grise) contient encore quelques dizaines de nanomètres d'eau entre les deux monocouches. Le véritable « Newton black film » est bien plus extrême : à peine 4-5 nanomètres d'épaisseur, essentiellement les deux monocouches de savon collées l'une à l'autre avec juste assez d'eau pour hydrater les contre-ions, sans couche d'eau libre entre elles. À cette échelle, la pellicule ne se comporte plus comme un liquide visqueux ordinaire, mais adopte des propriétés quasi élastiques.
Le noir annonce que la bulle est à sa limite : quand l'épaisseur tombe sous un seuil critique (de l'ordre de 10 nanomètres), les forces de Van der Waals qui attirent les deux faces l'une vers l'autre ne sont plus compensées par la répulsion électrique des charges du savon, et il suffit d'une perturbation — une onde thermique capillaire, une particule de poussière, un souffle d'air — pour amorcer un trou qui s'étend et fait éclater la bulle. C'est pourquoi, même si vous ne pouvez pas le mesurer chez vous, plus votre mélange met de temps à atteindre ce noir (plus de viscoélasticité de surface, meilleure rhéologie), plus la bulle tient longtemps. Le simulateur de KUANTIKA traduit justement cela : il estime de combien votre formule retarde cet amincissement final avant l'éclatement.